Способ внепечной обработки рельсовой стали

 

СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла алюминием в ковше, продувку его аргоном с интенсивностью 0,0036-0,0046 м/Тмин и контроль содержания алюминия в металле в процессе продувки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения загрязненности рельсов Iстрочечньми оксидными включениями, щюдувку металла аргоном ведут с интенсивностью 0,00360 ,0046 м/тмин в течение первых 4-6 мин, затем с интенсивностью 0,0023-а,0035 .мин до содержания алюминия в металле 0,012-0,017%. в (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (l I) у114 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:.«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/

k .а /

« (21) 3729976/22-02 (22) 28.04.84 (46) 23. 10.85. Бюл. Ф 39 (72) А.Г. Рабинович Н.А. Фомин, Д.К. Нестеров, М.С. Гордиенко, P.Ñ. Руднева и Н.С. Юдин (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 669.18.046.517.621.746.58(088.8) (56) Колпаков:С.В., Шалимов А.Г., Поживалов А.М. и др. Обработка конверторной стали аргоном. Сталь, 1979, У 3, с. 177-179.

Шюрман Э., Реденец Б., Илушнель В.

Кинетика угара алюминия при продувке металла в ковше инертным газом.

Черные металлы, 1980, В 24, с. 19-25. (54) (57) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ

РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла алюминием в ковше, продувку его аргоном с интенсивностью

0,0036-0,0046 м /т мин и контроль coj держания алюминия в металле в процессе продувки, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью уменьшения загрязненности рельсов строчечными оксидр ными включениями, продувку металла аргоном ведут с интенсивностью 0,00360,0046 м /тмин в течение первых

4-6 мин, затем с интенсивностью

0,0023-0,0035 м /т мин до содержания алюминия в металле 0,012-0,017Х. В

1186655

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве рельсовой стали.

Цель изобретения — уменьшение загрязненности рельсов строчечными 5 оксидными включениями.

Внепечную обработку рельсовой стали в ковше осуществляют продувкой аргоном с интенсивностью 0,00360,0046 м /т"мин в течение первых

4-6 мин, а затем с интенсивностью

0,0023-0,0035 м /т мин до получения содержания растворенного в металле алюминия 0,012-0,017Х.

Уменьшение интенсивности продувки 15 аргоном на заключительной фазе ее необходимо для предотвращения загрязнения металла шлаковыми включениями при перемешивании шлака с металлом и уменьшения скорости выгорания 20 алюминия. Кроме тога, решающее значе"ние для уменьшения загрязненности оксидными строчечными включениями рельсов имеет получение оптимального содержания алюминия в рельсовой стали 25

0,012-0,017Х. Для этого также необходима пониженная скорость окисления алюминия. !

Выбор граничныхпараметров обуслов30 лен тем, что при интенсивности продувки аргоном менее 0,0023 м /т-мин эф> фективность ее в отношении удаления неметаллических включений резко падает, а кроме того, получение оптимального содержания алюминия в стали 55 (0,012-0,017Х)затрудняется в случае получения высокого содержания его в металле в конце первого этапа продувки. Превышение интенсивности продувки аргоном более 0,0035 м /т-мин не позволяет получить требуемое содержание алюминия в случае содержания его после первого этапа продувки, близком к нижнему пределу (0,012Х)..

Кроме того, дальнейшее увеличение интенсивности продувки влечет за собой засорение металла шлаковыми включениями. Оптимальное содержание алюминия в стали (0,012-0,017X) установлено на основании статистической об- 50 работки плавок рельсовой стали, продутой аргоном в 200-тонных ковшах мартеновского цеха, а также проведения опытных плавок, Это исследование показало, что перевод рельсов 11 55 группы в tl сорт по неметаллическим включениям приходится, главным образом, на плавки с содержанием алюминия в металле до 0,012Х или выше

0,017Х.

Продолжительность первого этапа продувки 4-6 мин аргоном с интенсивностью 0,0036-0,0046 м /т. мин обусловлена тем, что при продувке менее

4 мин не обеспечивается основное назначение продувки: усреднение химического состава и температуры металла в ковше, а превышение его выше

6 мин в ряде случаев приводит к получению содержания алюминия в стали менее 0,012Х.

После 10-15-минутной выдержки металла в ковше, ковш подают на стенд на установку для продувки металла аргоном. Продувку начинают, опусе .кая фурму в металл при давлении аргона несколько выше ферростатического металла в ковше.. Затем в зависимости от состояния и количества шлака в ковше, от степени оголения металла из-под шлака устанавливают интенсивность продувки в пределах 0,0036-0,0043 м /т-мин.

Продолжительность первого этапа (4-6 мин) устанавливают в зависимости от продолжительности раскисления и выпуска металла из печи, температуры металла перед раскислением и других факторов. Если выпуск был длительным, продолжительность первого этапа продувки уменьшают до 4 мин, если бып коротким, удлиняют до 6 мин.

При нормальной продолжительности выпуска (15-20 мин) продувку на первом этапе производят в течение 5 мин.

После окончания первого этапа фурму поднимают, производят с помощью активометра определение содержания растворенного в металле кислорода для оценочного определения содержания алюминия в металле. (Содержание алюминия общего может быть определено непосредственно в пробе спектральным методом).

На основании полученных данных оценочно определяют продолжительность дальнейшей продувки и интенсивность ее в пределах 0 0023Ф

0,0035 м /т мин.

Пример 1, Плавка выпускается в ковш в течение 18 мин. В ковш присаживают алюминий в количестве

500 г/т. Толщина слоя шлака обычная (200 мм). Ковш через 10 мин подают на установку для продувки металла аргоном. В течение первых " мин

1186 продувку ведут с интенсивностью

55 м /ч (0,0042 м /т мин). После этого с помощью активометра производят замер кислорода, содержание которого составляет 0,00067., что соответ- ствует 0,020-0,0227 алюминия, С учетом скорости выгорания алюминия на втором этапе продувки в среднем.

0,001Х/мин и необходимости получения содержания его в металле в пре- 10 делах 0,014-0,0157 продувку ведут еще 6 мин с интенсивностью 37 м /ч (0,0029 м /т мин). Контроль раство5 ренного кислорода показывает 0,00087., что соответствует содержанию в метал- 15 ле 0,0157 алюминия. Продувку заканчивают, Пример 2 ° Металл в ковше раскисляют так же, как в примере 1. Вы- пуск металла продолжается 30 мин. 20

Это предопределяет повышенный угар алюминия в ковше. Продувку на первом этапе ведут с более низкой интенсивностью 50 м /ч (0,0039 м /т мин), После 4 мин продувки замеряют содер- 25 жание кислорода 0,0007Х, что соответствует содержанию 0,017-0,0207. алюминия. Второй этап продувки проводят также с пониженной интенсивностью

32 м /ч (0,0023 м /т мин) в течение Зб

4 мин. При такой интенсивности продувки скорость выгорания алюминия составляет 0,0007Х/мин. После второго этапа продувки содержание кислорода составляет 0,0009Х что соответствует

0 015-0,0167. алюминия. Продувка заканчивается.

Пример 3. Выпуск плавки продолжается 12 мин ° В ковше толщина слоя. шлака 300 мм, Это предопределяет, с 4б одной стороны, малый угар алюминия при раскислении металла в ковше, с другой, малую скорость выгорания алюминия в процессе продувки вследствие практического устранения окисления 4> его кислородом воздуха. Продувку в первом периоде ведут с наибольшей интенсивностью 58 мз/ч (0,0046 мэ/т.мин).

После 6 мин продувки содержание кислорода в металле 0,0006Х>что соответ- б ствует 0,020-0,022Х алюминия. Второй этап продувки ведут также с максимальной интенсивностью 45 м /ч (0,0035 м /т-мин). При рассматриваемых условиях ожидаемая скорость окисления алюминия 0,0008 7/мин. Для получения 0,014-0,0157 алюминия продолжительность продувки должна состав655 4 лять еще 6 мин, После 6 мин продувки содержание кислорода 0,0007Х, что соответствует заданному содержанию алюминия 0,0167., На этом продувку заканчивают.

Как показали данные опытной проверки, в результате использования предлагаемого способа внепечной обработки рельсовой стали практически устраняется перевод рельсов 11 группы во I1 сорт по строчечным оксидным включениям. Контроль осуществляется на 6 шлифах, вырезанных из трех головных и трех донных рельсов от плавки, в случае обнаружения на одном из шлифов строчек оксидов более 8 мм, все рельсы данной плавки переводят.ся во 11 сорт.

Для проверки проводят сериков опытных плавок в промышленных условиях, металл продувают аргоном в течение

4-6 мин с интенсивностью 0,00360,0046 м /т- мин, затем в части плавок продувку продолжают с той же интенсивностью по известному способу, а в части плавок продолжают с пониженной интенсивностью 0,00230.,0035 м /т.мин по предлагаемому

9 способу. Результаты приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что все плавки с интенсивностью продувки на завершающей стадии 0,00230,0035 м /т мин имеют оптимальное

9 содержание алюминия в готовом металле (0,012-0,017Х) и удовлетворяют требованиям стандарта для рельсов 1 сорта в отношении длины строчечных оксидных включений — до 8 мм.

Плавка 3 с. низкой интенсивностью продувки отличается высоким содержанием алюминия (0,019Х) и не удовлетворяла требованиям стандарта — максимальная длина строчечных оксидов 8,36 мм.

Это же относится к плавкам 6 и 7 с высоксй интенсивностью продувки аргоном по известному способу.

Предлагаемый способ внепечной обработки рельсовой стали в сравнении с известным способом обеспечивает снижение отсортировки рельсов so Ц сорт по неметаллическим включениям.

Внепечная обработка по предлагаемому способу на проверочных опытных плавках обеспечивает во всех случаях получение рельсов Г сорта. Hs 7 плавок

Ф относящихся к известному способу обработки рельсовой стали, 5 плавок

1186655

Концентрация AP в конце про дувки,7.

Интенсивность продувки за время с

4-6 мин до 10 мин

Э м /т-мин

Длина строчек оксидов, мм

ПродолжительРасход алюминия г/т

Плавка ность продувки,мин

Средняя Максимальная

2,27

4,90

500

1,84

3,92

500

8,36

3,63

500

2,74

0,78

500

1, 18

3,39

500

500

3,54

i0 39

13,72

3,76

400

Составитель К. Сорокин

Техред Л.Микеш

Корректор В. Гирняк

Редактор Н. Яцола

Заказ 6505/29

Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Л(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к f сорту рельсов по неметаллическим включениям (по результатам заводского контроля каждая 2-3-я проконтролированные плавки переводятся во I1 сорт по неметаллическим включениям. Средняя длина строчечных оксидных включений из максимальных оценок шлифов при продувке по предлагае- 10 мому способу составляет 3,74 мм, по известному способу 7,72 мм., Содержа-, 0,0029

0,0025

0,0022

0,0035

0,0023

0,0037

0,0036 ние окислов железа при продувке аргоном под окислительным шлаком в конце продувки по предлагаемому способу не превышает 4Х, по известному— не менее SX. Перевод рельсов во Д сорт приводит к значительным материальным потерям для производителя рельсов, так как он теряет 25 руб на 1 т. рельсов. Потребитель несет еще большие потери вследствие снижения эксплуатационной стойкости рельсов.

0,015

0,015

0,019

0,012

0,017

0,011

0,009